EP3559471B1

EP3559471B1 - Pumpenanordnung und nuklearreaktor mit einer solchen pumpenanordnung

Info

Publication number: EP3559471B1
Application number: EP17821871.5A
Authority: EP
Inventors: Christoph Jäger; Paul Scherer
Original assignee: KSB SE and Co KGaA
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2037-12-15
Also published as: CN110073110B; WO2018114660A1; EP3559471A1; DE102016225533B4; DE102016225533A1; CN110073110A

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung für die Anordnung an einen Nuklearreaktor und zum Fördern von im Reaktor erwärmter Überträgerflüssigkeit, mit einem Motorteil und einem ein Gehäuse aufweisenden Pumpenteil. Desweiteren betrifft die Erfindung einen Nuklearreaktor mit einer derartigen Pumpenanordnung.
Solche Pumpen kommen beispielsweise im Umfeld von Nuklear - Reaktoren, unter anderem auch bei Reaktoren für kleine Leistungsbereiche (small modular reactors), zum Einsatz. An diesen Reaktoren sind oft mehrere über den Umfang verteilte, als Umwälzpumpen dienende Pumpenanordnungen angebracht. Zumeist ist dabei der Motor vertikal über oder unter dem Pumpenteil angeordnet, in einigen Fällen ist auch eine horizontale Ausführung der Pumpe zu finden. Jede Pumpenanordnung weist hierbei ein eigenes Druckgehäuse auf, das über eine Zu- und Ableitung mit dem Druckgehäuse des Reaktors verbunden ist. Bei Druckwasserreaktoren dienen die Pumpen dazu, die im Reaktor erwärmte Überträgerflüssigkeit im geschlossenen Kreislauf durch einen als Wärmetauscher ausgebildeten Dampferzeuger zu fördern. Bei Siedewasserreaktoren sorgen diese Pumpen für einen inneren Umlauf innerhalb des Primärkreises.
Durch die Mehrfachanordnung und dem damit verbundenen Parallelelbetrieb ist es zum einen möglich, durch Abschalten einzelner Pumpen die Leistung des Reaktors zu regulieren, zum anderen können bei Ausfall einer oder mehrerer Pumpen die verbleibenden den Betrieb eingeschränkt aufrecht erhalten. Hierbei werden allerdings die abgeschalteten oder ausgefallenen Pumpen rückwärts durchströmt. Um dabei eine Rückwärtsdrehung zu vermeiden und um den Strömungswiderstand zu erhöhen und damit die volumetrischen Verluste zu beschränken, sind derartige Pumpenanordnungen mit einer Rücklaufsperre in Form eines Freilaufes auf der Pumpen- oder Motorwelle versehen. Die trotz der Rücklaufsperre auftretenden volumetrischen Verluste sind unerwünscht und stellen einen beträchtlichen Energieverlust dar.
Aus der GB 1 370 747 A ist eine Kreislaufwasserpumpe für Kernreaktoren bekannt, die mit einer relativ komplexen Rückströmsperre in Form von einen Strömungskanal abschließenden Klappen versehen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpenanordnung anzugeben, durch welche die beschriebenen Nachteile umgangen werden sollen. Außerdem soll der Einsatz komplexer und somit teurer Bauteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen in einem Innenraum des Gehäuses angeordneten Diffuser und einer in dem Innenraum des Gehäuses angeordneten Ventilvorrichtung gelöst, wobei eine Öffnung des Diffusers als Ventilsitz für einen Ventilkörpers der Ventilvorrichtung ausgebildet ist.
Durch den Einsatz einer Ventilvorrichtung, deren Ventilkörper mit dem Diffuser als Ventilsitz zusammenwirkt, kann auf eine komplexe und teure Rücklaufsperre verzichtet werden. Da durch die Ventilvorrichtung eine Rückströmung in das Pumpengehäuse und somit die Rückwärtsdrehung verhindert wird, werden die volumetrischen Verluste bei den noch laufenden Pumpen vollständig vermieden.
Vorteilhafterweise umfasst die Ventilvorrichtung einen Ventilkorb, eine in dem Ventilkorb angeordnete Ventilfeder und einen in dem Ventilkorb verschiebbar angeordneten, durch die Ventilfeder mit einer Federkraft beaufschlagten Ventilkörper. Dadurch wird ein einfach herzustellendes Rückschlagventil ermöglicht, das leicht vormontierbar ist.
Für einen ungestörten Strömungsfluss ist die Ventilvorrichtung gegenüber der Öffnung des Diffusers in einem topfartigen Bereich des Gehäuses angeordnet. Somit kann im geöffneten Zustand der Ventilvorrichtung der Strömungsweg vollständig freigegeben werden.
Damit die Ventilvorrichtung betriebssicher platziert werden kann, weist das Gehäuse vorteilhafterweise einen Grundkörper auf, der über eine durch eine Verstärkung der Wand des Grundkörpers nach innen in den Innenraum entstehende Stufe verfügt, wobei der Ventilkorb einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ringkragen aufweist, der an der Stufe des Grundkörpers zur Anlage kommt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist im Ringkragen des Ventilkorbes wenigstens eine Axialbohrung ausgebildet ist, in der wenigstens ein Rohr eingesetzt ist, welches sich in eine Ausnehmung im Ring des Diffusors erstreckt. Über Axialbohrung, Rohr und Ausnehmung findet bei jedem Schaltvorgang der Ventilvorrichtung ein Druckausgleich statt. Dadurch wird durch die Druckdifferenz zwischen der Zu- und der Abströmseite der Pumpe eine zum Strömungsimpuls zusätzliche Kraft auf den Ventilkolben aufgebracht, die die Ventilvorrichtung während des Betriebes der Pumpe offen hält.
In weiterer Ausgestaltung weist der Ventilkorb einen Boden auf, der über eine Führungswand mit dem Ringkragen verbunden ist. Der Ventilkörper verfügt wiederum über eine dem Diffusor zugewandten Dichtfläche und eine sich von der Dichtfläche in Richtung Boden des Ventilkorbes erstreckende Ringwand, wodurch einerseits ein Verkanten des Ventilkörpers und andererseits ein reibungsarmes Schalten der Ventilvorrichtung möglich ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Ventilkörper pilzkopfartig oder stufenförmig ausgebildet, wobei sich die Dichtfläche radial über die Ringwand hinaus erstreckt. Durch die pilzkopfartige oder stufenförmige Ausbildung des Ventilkörpers kann in Abhängigkeit der jeweiligen Durchmesser über eine ringförmige Differenzfläche, die durch den Überstand hergestellt wird, eine von der Druckdifferenz, die von den in Betrieb befindlichen Pumpen erzeugt wird, abhängige zusätzliche Schließkraft aufgebracht werden
Bei einer weiteren günstigen Weiterbildung weist der Ventilkorb eine Durchgangsbohrung im Boden auf, durch die sich eine Führungsstange erstreckt. Im Ventilkörper ist dabei ein Sackloch vorgesehen, in das die Führungsstange zur betriebssicheren Führung des Ventilkörpers hineinragt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Nuklearreaktor mit verbessertem Wirkungsgrad zu schaffen
Der Nuklearreaktor weist zur Lösung der gestellten Aufgabe eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung auf.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
Dabei zeigt:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines Nuklearreaktors mit daran angeordneten erfindungsgemäßen Pumpenanordnungen,
Figur 2: den Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung mit Pumpenteil, Verbindungselement und Motorteil,
Figur 3: einen Längsschnitt durch das Pumpenteil aus Fig. 2 mit einem geschlossenen Ventil,
Figur 4: einen Längsschnitt durch das Pumpenteil aus Fig. 2 mit einem geöffneten Ventil,
Figur 5: den Längsschnitt durch den Pumpenteils einer zweiten Ausführungsform mit einem geöffnetem Ventil, und
Figur 6: den Längsschnitt durch den Pumpenteils einer dritten Ausführungsform mit einem geöffnetem Ventil,

Fig. 1 zeigt einen Reaktor 1, an dem über den Außenumfang vorzugsweise gleichmäßig verteilte erfindungsgemäße Pumpenanordnungen 2 zum Fördern von im Reaktor erwärmter Überträgerflüssigkeit angebracht sind.
Figur 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung 2. Die Pumpenanordnung 2 weist einen Pumpenteil 3 und einen Motorteil 4 auf, die mittels eines Verbindungselementes 5 aneinandergekoppelt sind.
Im Motorteil 4 ist ein nicht dargestellter Antrieb, üblicherweise ein von einem Kühlmedium durchströmter Elektromotor oder Spaltrohr-Elektromotor, untergebracht. Dessen Abtriebswelle 6 erstreckt sich durch das Verbindungselement 5 in den Pumpenteil 3. Gegebenenfalls kann innerhalb des Verbindungselementes 5 eine Schwungscheibe an der Abtriebswelle 6 angeordnet sein, die bei Ausfall des Antriebs die Fördertätigkeit kurzzeitig aufrechterhält.
Wie in Fig. 3 detaillierter dargestellt, umfasst der Pumpenteil 3 ein Gehäuse 7 mit darin angeordneten nachstehend näher beschriebenen Hydraulikteilen. Das Gehäuse 7 verfügt über einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 8 mit einer Mittellängsachse X, die mit der Drehachse der Abtriebswelle 6 zusammenfällt. Der Grundkörper 8 ist an der dem Motor abgewandten Seite mittels eines gewölbten Bodens 9 geschlossen. Der Boden 9 des Gehäuses 7 wird durch einen im Wesentlichen kugelabschnittförmigen Kalottenbereich 10 und einen den Übergangsbereich zwischen Grundkörper 8 und Kalottenbereich 10 formenden Krempenbereich 11 gebildet. An der dem Boden 9 gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse 7 von einem Deckelelement 12 verschlossen, wobei in dem Deckelelement 12 eine zentrale Öffnung 13 vorgesehen ist, durch welche sich die Abtriebswelle 6 in einen Innenraum 14 des Gehäuses 7 erstreckt.
Der Grundkörper 8 ist an der dem Boden 9 gegenüberliegenden Seite mit einer ringartigen Anschlussvorrichtung 15 versehen, die in axialer Richtung vorspringt und an der Stirnseite des Grundkörpers 8 eine Stufe 16 bildet. Mittels nicht gezeigten Gewindebohrungen in der Anschlussvorrichtung 15 und Schrauben oder Gewindestangen ist der Grundkörper 8 mit dem in Fig. 2 gezeigten Motorteil 4 und dem Verbindungselement 5 verbindbar. Das Deckelelement 12 ist an dem in Fig. 2 dargestellten Verbindungselement 5 angebracht und liegt im zusammengebauten Zustand an der Stufe 16 an und trennt den hydraulischen Strömungsraum, also den Innenraum 14 im Pumpengehäuse 7 von dem darüber liegenden Verbindungselement 5 ab. Die Erstreckung des Deckelelementes 12 in axialer Richtung entspricht im Wesentlichen der axialen Erstreckung der Anschlussvorrichtung 15. Nicht dargestellte Dichtungselemente sorgen für die notwendige Dichtheit der Bauteile.
Mittels einer oder mehreren Haltevorrichtungen 12a mit dem Deckelelement 12 verbunden, ragt eine Fluidführungsvorrichtung 17 von oben in den Innenraum 14 und umgibt dabei wenigstens teilweise die Abtriebswelle 6 und ein daran angebrachtes Laufrad 18. Vorzugsweise sind die Haltevorrichtungen 12a, das Deckelelement 12 und die Fluidführungsvorrichtung 17 einteilig ausgebildet. Ein Diffusor 19 ist an dem freien nach unten in den Innenraum 14 ragenden Ende der Fluidführungsvorrichtung 17 angebracht und erstreckt sich weiter nach unten in den Innenraum 14. Die Verbindungsstelle von Fluidführungsvorrichtung 17 und Diffusor 19 ist zur Zentrierung des Diffusors 19 stufenförmig ausgebildet.
Im Diffusor 19 sind zum einen Leitradschaufeln 20 zum Führen der Überträgerflüssigkeit vorgesehen, zum anderen ist im Inneren des Diffusors 19 eine Lageraufnahme 21 realisiert, welche durch die Leitradschaufeln 20 konzentrisch im Diffusor 19 gehalten wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Lageraufnahme 21 mittels Rippen 22 konzentrisch im Diffusor 19 gehalten werden. In der Lageraufnahme 21 ist ein Radiallager 23 vorgesehen, welches das Ende der Abtriebswelle 6 lagert. Um eine Ansammlung von Teilchen zu verhindern, ist am unteren, dem Laufrad 18 abgewandten Ende der Lageraufnahme 21 eine Öffnung 24 vorgesehen.
Das der Fluidführungsvorrichtung 17 abgewandte Ende des Diffusors 19 weist eine Öffnung 25 auf und ist mit einem sich in Radialrichtung erstreckenden Ring 26 versehen, der weitestgehend an der Innenseite des Grundkörpers 8 anliegt und mittels nicht dargestellter Dichtelemente den Innenraum 14 in einen über dem Ring 26 gebildeten Ringraum 27 mit einem Zuströmbereich 28 und einen darunterliegenden Abstömbereich 29 teilt.
Der Grundkörper 8 des Gehäuses 7 ist an einer Seitenwand mit einem Befestigungsstutzen 30 versehen, der druckdicht mit dem Reaktormantel verbindbar ist. Innerhalb des Befestigungsstutzens 30 erfolgt die horizontale Zu- und die Abströmung der Pumpenanordnung. Dabei ist der Befestigungsstutzen 30 ähnlich einem doppelwandigen Rohr ausgebildet. Der Befestigungsstutzen 30 verfügt über einen Durchgang 31, durch welchen zu förderndes Fluid über eine Zuströmöffnung 32 in den Zuströmbereich 28 bzw. über eine Abströmöffnung 33 aus dem Abströmbereich 29 strömen kann.
Zwischen dem Abströmbereich 29 und dem Kalottenbereich 10 weist der innenraum 14 einen topfartig ausgebildeten Bereich 34 auf, in dem eine Ventilvorrichtung 35 in Form eines Rückschlagventils angeordnet ist. Die Ventilvorrichtung 35 umfasst einen Ventilkorb 36, eine Ventilfeder 37 sowie einen kolbenartigen Ventilkörper 38. Die Ventilfeder 37 stützt sich am Ventilkorb 36 ab und beaufschlagt den Ventilkörper 38 mit einer Federkraft in Richtung des Diffusers 19. Unterhalb des Abströmbereichs 29 verfügt der Grundkörper 8 über eine Stufe 39, die durch eine Verstärkung der Wand des Grundkörpers 8 nach innen in den Innenraum 14 entsteht. Der Ventilkorb 36 weist an der dem Kalottenbereich 10 des Pumpengehäuses 7 abgewandten Seite einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ringkragen 40 auf, der an der Stufe 39 des Grundkörpers 8 zur Anlage kommt. Nicht gezeigte Schrauben erstrecken sich durch in dem Ringkragen 40 ausgebildete, ebenfalls nicht dargestellte Bohrungen, die in nicht sichtbare Gewindebohrungen in der Stufe 39 eigeschraubt werden und den Ventilkorb 36 mit dem Grundkörper 8 des Gehäuses 7 verbinden.
Der konzentrisch zur Mittellängsachse X angeordnete Ventilkorb 36 weist einen dem Kalottenbereich 10 zugewandten Boden 41 auf, der über einer Führungswand 42 mit dem Ringkragen 40 verbunden ist.
Wenigstens eine Bohrung 43 erstreckt sich in axialer Richtung durch den Ventilkorb 36. Bei der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich wenigstens zwei Bohrungen 43 durch den Boden 41. In der Mitte des Bodens 41 ist ein in das Innere des Ventilkorbs 36 ragender scheibenartiger Vorsprung 44 zum Halten und Führen der Ventilfeder 37 vorgesehen. Im Ringkragen 40 ist wenigstens eine sich parallel zur Mittellängsachse X verlaufende Axialbohrung 45 ausgebildet. In der wenigstens einen Axialbohrung 45 ist ein Rohr 46 eingesetzt, welches sich nach oben in eine zu der wenigstens einen Axialbohrung 45 ausgerichteten Ausnehmung 47 in den am freien Ende des Diffusors 19 angeordneten Ring 26 erstreckt und den Zuströmbereich 28 mit dem Bereich 34 des Innenraumes 14 verbindet.
Der topfartig ausgestaltete Ventilkörper 38 verfügt über eine dem Diffusor 19 zugewandten Dichtfläche 48 und eine sich von der Dichtfläche 48 in Richtung Boden 41 erstreckende Ringwand 49. Die Dichtfläche 48 weist eine in Richtung Diffuser 19 weisende Wölbung auf. Mittels der Ringwand 49 ist der Ventilkörper 38 axial beweglich in dem Ventilkorb 36 entlang der Führungswand 42 führbar angeordnet. Im Inneren, an der dem Boden 41 zugewandten Seite, weist der Ventilkörper 38 einen scheibenartigen Vorsprung 50 zum Halten und Führen der Ventilfeder 37 auf. Der Rand der Öffnung 25 im Diffusor 19 bildet den Ventilsitz für den Ventilkörper 38.
Die Fig. 3 zeigt den Pumpengteil 3 während des regulären Betriebs der Pumpenanordnung 2. Die Überträgerflüssigkeit strömt, verursacht durch Drehung der Abtriebswelle 6 und somit des Laufrades 18, in den Zuströmbereich 28. Von dort wird die horizontal gerichtete Zuströmung umgelenkt und vertikal aufwärts gerichtet und durch den von Grundkörper 8, Diffusor 19, Fluidführungsvorrichtung 17 gebildeten Ringraum 27 gefördert. Vom Ringraum 27 strömt das Fluid zu dem an der dem Innenraum 14 zugewandten Seite als Krümmer ausgebildeten Deckelelement 12 und wird von dort radialsymmetrisch abwärts in das Innere der Fluidführungsvorrichtung 17 zum Laufrad 18 abgelenkt. Unter erhöhtem Druck strömt das Fluid durch einen weiteren Ringraum 51, der im Inneren des Diffusors 19 durch die Lageraufnahme 22 und die Wandung des Diffusors 19 definiert ist, in den Abströmbereich 29. In diesem erfolgt die Umlenkung der Strömung in eine horizontale Richtung und das Fluid strömt dann über die Abströmöffnung zum Reaktor. Der Ventilkörper 38 ist dabei vollständig in den Ventilkorb 36 eingeschoben und gibt dabei den Strömungsweg vollständig frei. Der Ventilkörper 38 bildet zu den strömungsführenden Bereichen des Ringkragens 40 keinen Absatz oder Stufe. Die Dichtfläche 48 stellt zudem eine strömungsführende Kontur dar. Durch diese Anordnung verursacht die geöffnete Ventilvorrichtung 35 keinen Strömungswiderstand.
Die Fig. 4 zeigt den Pumpenteil 3 bei Stillstand der Pumpenanordnung 2. Nachdem das Laufrad 18 kein Fluid mehr fördert, ist die den Ventilkörper 38 beaufschlagende Kraft der Ventilfeder 37 größer als die Druckkraft der über dem Ventilkörper 38 stehenden Wassersäule. Dadurch wird der Ventilkörper 38 gegen den durch den Rand der Öffnung 25 im Diffusor 19 gebildeten Ventilsitz gedrückt. Gleichzeitig kann Fluid aus dem Ringraum 27 durch das Rohr 46 und die wenigstens eine Bohrung 43 im Boden 41 in das Innere von Ventilkörper 38 und Ventilkorb 36 strömen und die Schließbewegung des Ventilkörpers 38 unterstützen.
Geht die Pumpenanordnung 2 wieder in Betrieb, wird das Fluid vom Laufrad 18 wieder gegen den Ventilkörper 38 gedrückt, wodurch dieser, wie in der Fig. 3 dargestellt, in den Ventilkorb 36 verfahren wird. Gleichzeitig kann zur Druckentlastung der Unterseite des Ventilkörpers 38 das Fluid aus dem Inneren von Ventilkörper 38 und Ventilkorb 36 herausströmen,.wobei sich eine Saugwirkung durch das in Richtung Deckelelement 12 strömende Fluid einstellt, die das Abstömen des Fluids durch das Rohr 46 und somit das Einschieben des Ventilkörpers 38 in den Ventilkorb 36 unterstützt.
Bei der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform mit vereinfacht dargestelltem Lagerträgerelement 21 weist das Deckelelement 12 einen Bereich mit größerer radialer Ausdehnung auf als bei den vorstehend gezeigten und beschriebenen Figuren. Die axiale Erstreckung der Anschlussvorrichtung 15 ist dabei geringer als bei der Ausführungsform in Fig. 3. Ein Bereich des Deckelelementes 12 erstreckt sich über die Anschlussvorrichtung 15 des Grundkörpers 8. Der Ventilkörper 38 der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist pilzkopfartig oder stufenförmig ausgebildet. Die Dichtfläche 48 erstreckt sich dabei radial über die Ringwand 49 hinaus. Im Bereich des Ringkragens 40 ist eine axiale Rücknehmung 52 vorgesehen, in welche bei in den Ventilkorb 36 eingeschobenem Ventilkörper 38 die radial überstehende Dichtfläche 48 aufgenommen wird. Durch die pilzkopfartige oder stufenförmige Ausbildung des Ventilkörpers 38 kann in Abhängigkeit der jeweiligen Durchmesser über die ringförmige Differenzfläche D eine von der Druckdifferenz, die von den in Betrieb befindlichen Pumpen erzeugt wird, abhängige zusätzliche Schließkraft aufgebracht werden
Bei der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform liegt ein erster Teilbereich 53 des Deckelelementes 12 an der Stufe 16 an. In radialer Richtung ist zwischen dem Teilbereich 53 und der Anschlussvorrichtung 15 des Gehäuses 7 ein Teil 54 des in der Figur 1 gezeigten Verbindungselementes 5 angeordnet. Ein zweiter Teilbereich 55 des Deckelelementes 12 erstreckt sich zumindest teilweise in den Innenraum 14 des Gehäuses 7. Es versteht sich, dass jede gezeigte Variante des Deckelelementes 12 mit entsprechend angepassten Abmessungen auf allen gezeigten Gehäusen 7 zum Einsatz kommen kann.
Der Ventilkorb 36 verfügt im Boden 41 über eine konzentrisch zur Mittellängsachse X angeordnete Durchgangsbohrung 56, die als Stufenbohrung ausgeführt ist. Die Durchgangsbohrung 56 verfügt über einem Bereich 57 mit vermindertem Innendurchmesser und über einen Bereich 58 mit vergrößertem Innendurchmesser. Durch die Durchgangsbohrung 56 erstreckt sich eine Führungsstange 59, die über einen Bereich 60 mit einem verminderten Außendurchmesser, der dem Bereich 57 mit vermindertem Innendurchmesser zugeordnet ist, und über einen Bereich 61 mit vergrößertem Außendurchmesser, der dem Bereich 58 mit vergrößertem Innendurchmesser zugeordnet ist, verfügt. Das sich in Richtung Kalottenbereich 10 des Gehäuses 7 erstreckende freie Ende der Führungsstange 59 ist mit einem Gewinde versehen, auf welches eine Mutter 62 aufschraubbar ist. Dadurch wird in axialer Richtung der den vergrößerten Außendurchmesser aufweisende Bereich 61 der Führungsstange 59, gegen den Bereich 57 der Durchgangsbohrung 56, der über den vermindertem Innendurchmesser verfügt, gepresst, und die Führungsstange 59 sicher gehalten.
Der Boden 41 weist auf der der Mutter 62 gegenüberliegenden Seite einen wannenartigen Bereich 63 auf, in dem die Ventilfeder 37 angeordnet ist. Die wenigstens eine Bohrung 43 erstreckt sich in radialer Richtung durch den Ventilkorb 36. Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich die wenigstens eine Bohrung 43 durch die Führungswand 42 des Ventilkorbs 36. Bei einer nicht gezeigten Variante der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform kann sich die wenigstens eine Bohrung 43 in axialer Richtung, wie unter Anderem in Fig. 3 dargestellt, oder in schräger Richtung durch den Boden 41 des Ventilkorbs 36 erstrecken.
Der Ventilkörper 38 ist pilzkopfartig ausgebildet, wobei der sich in Richtung Boden 41 erstreckende Vorsprung 50 im geschlossenen Zustand der Ventilvorrichtung 35 bis zum wannenartigen Bereich 63 erstreckt. Der Vorsprung 50 weist dabei einen konisch verlaufenden Abschnitt 64 und einen zylindrischen Abschnitt 65 auf. Im Ventilkörper 38, insbesondere im Vorsprung 50, ist ein Sackloch 66 vorgesehen, in den die Führungsstange 59 hineinragt, wodurch der Ventilkörper 38 bei seiner Axialbewegung sicher führbar ist.
Geht die Pumpenanordnung 2 in Betrieb, strömt bei dem Pumpenteil 3 das Fluid in den Zuströmbereich 28, von dort durch den Ringraum 27, dann durch den im Deckelelement 12 ausgebildeten Krümmer in den Ringraum 51 der im Inneren des Diffusors 19 durch die Lageraufnahme 21 und die Wandung des Diffusors 19 gebildet wird, und schließlich in den Abströmbereich 29. Der Ventilkörper 38 wird dabei durch den Impuls der Strömung vollständig in den Ventilkorb 36 gedrückt. Das zunächst im Inneren der Ventilvorrichtung 35 vorhandene Fluid entweicht währenddessen durch die wenigstens eine Bohrung 43 und die wenigstens eine Axialbohrung 45 in den Abströmbereich 29 und wird dann, zusammen mit dem im Abströmbereich 29 vorhandenen Fluid, über die Abströmöffnung 33 aus dem Pumpengehäuse 7 herausgeführt.
Bei Stillstand des Laufrades 18 wird der Ventilkörper 38 von der Ventilfeder 37 in Richtung Diffusor 19 gegen den durch den Rand der Öffnung 25 gebildeten Ventilsitz gedrängt. Dabei kann Fluid aus dem Abströmbereich 29 durch wenigstens eine für den Druckausgleich erforderliche Axialbohrung 45 und die wenigstens eine Bohrung 43 in das Innere der Ventilvorrichtung 35 strömen.

Claims

Pumpenanordnung (2) für die Anordnung an einen Nuklearreaktor und zum Fördern von im Reaktor erwärmter Überträgerflüssigkeit, mit einem Motorteil (4) und einem ein Gehäuse (7) aufweisenden Pumpenteil (3),
gekennzeichnet durch
einen in einem Innenraum (14) des Gehäuses (7) angeordneten Diffuser (19) und eine in dem Innenraum (14) des Gehäuses (7) angeordnete Ventilvorrichtung (35),
wobei eine Öffnung (25) des Diffusers (19) als Ventilsitz für einen Ventilkörpers (38) der Ventilvorrichtung (35) ausgebildet ist.
Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung (35) einen Ventilkorb (36), eine in dem Ventilkorb (36) angeordnete Ventilfeder (37) und einen in dem Ventilkorb (36) verschiebbar angeordneten, durch die Ventilfeder (37) mit einer Federkraft beaufschlagten Ventilkörper (38) umfasst.
Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung (35) gegenüber der Öffnung (25) des Diffusers (19) in einem topfartigen Bereich (34) des Gehäuses (7) angeordnet ist.
Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) einen Grundkörper (8) aufweist, der über eine durch eine Verstärkung der Wand des Grundkörpers (8) nach innen in den Innenraum (14) entstehende Stufe (39) verfügt, und dass der Ventilkorb (36) einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ringkragen (40) aufweist, der an der Stufe (39) des Grundkörpers (8) zur Anlage kommt.
Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Ringkragen (40) des Ventilkorbes (36) wenigstens eine Axialbohrung (45) ausgebildet ist, in der wenigstens ein Rohr (46) eingesetzt ist, welches sich in eine Ausnehmung (47) in einem am freien Ende des Diffusors (19) angeordneten Ring (26) erstreckt.
Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkorb (36) einen Boden (41) aufweist, der über eine Führungswand (42) mit dem Ringkragen 39 verbunden ist.
Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (38) über eine dem Diffusor (19) zugewandten Dichtfläche (48) und eine sich von der Dichtfläche (48) in Richtung Boden (41) des Ventilkorbes (36) erstreckende Ringwand (49) verfügt.
Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (38) pilzkopfartig oder stufenförmig ausgebildet ist, wobei sich die Dichtfläche (48) radial über die Ringwand (49) hinaus erstreckt.
Pumpenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkorb (38) eine Durchgangsbohrung (56) im Boden (41) aufweist, durch die sich eine Führungsstange (59) erstreckt, und dass im Ventilkörper (38) ein Sackloch (66) vorgesehen ist, in das die Führungsstange (59) zur Führung des Ventilkörpers (38) hineinragt.
Nuklearreaktor (1) gekennzeichnet durch eine Pumpenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.